JP2013053011A - プレカーサー及びこれを原料とする粘土の合成方法 - Google Patents
プレカーサー及びこれを原料とする粘土の合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013053011A JP2013053011A JP2011190205A JP2011190205A JP2013053011A JP 2013053011 A JP2013053011 A JP 2013053011A JP 2011190205 A JP2011190205 A JP 2011190205A JP 2011190205 A JP2011190205 A JP 2011190205A JP 2013053011 A JP2013053011 A JP 2013053011A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- precursor
- clay
- synthesizing
- water
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
【解決手段】スメクタイトを構成する複数の金属イオンを含む粘土鉱物組成を有する原料液から構成される前駆体スラリー(プレカーサー)であって、出発物質が、硝酸マグネシウム六水和物、二酸化ケイ素、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム及び水からなることを特徴とするプレカーサー、及び、当該プレカーサーを、大気圧下で、200〜500℃で、10〜48時間加熱処理を行う粘土の合成方法、更に、当該方法において、加熱処理を二段階に分け、最初の加熱処理後、中間生成物の粉砕を行う粘土の合成方法。
【選択図】図2
Description
(1)スメクタイトを構成する複数の金属イオンを含む粘土鉱物組成を有する原料液から構成される前駆体スラリー(プレカーサー)であって、出発物質が、硝酸マグネシウム六水和物、二酸化ケイ素、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム及び水からなることを特徴とするプレカーサー。
(2)硝酸マグネシウム六水和物、二酸化ケイ素、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム及び水からなる出発物質の組成比が、それぞれ8.9wt%,2.7wt%、0.9wt%、3.9wt%であり、残りが水である、前記(1)に記載のプレカーサー。
(3)前記(1)又は(2)に記載のプレカーサーの製造方法であって、
1)酸化ナトリウム及び二酸化ケイ素の混合物(水ガラス)に、蒸留水を加えて、濃度を6〜7wt%とし、硝酸を加えてpHを2以下とし、次に、硝酸マグネシウム六水和物を加えて、撹拌混合する第1の工程と、2)これに、水酸化ナトリウム水溶液を滴下し、pHを概ね10とし、24時間以上静置熟成する第2の工程と、3)水酸化ナトリウム水溶液を更に加えて、pHを概ね10に再調整する第3の工程と、4)蒸留水を加えて、撹拌洗浄し、遠心分離により固液分離を行い、上澄み液を廃棄する第4の工程と、からなることを特徴とする上記プレカーサーの製造方法。
(4)前記(1)又は(2)に記載のスメクタイトを構成する複数の金属イオンを含む粘土鉱物組成を有する原料液から構成される前駆体スラリー(プレカーサー)を、大気圧下において、200℃以上で加熱処理をすることを特徴とする粘土の合成方法。
(5)大気圧下における加熱温度が、200℃以上、500℃以下である、前記(4)に記載の粘土の合成方法。
(6)加熱処理時間が、10時間以上、48時間以下である、前記(4)又は(5)に記載の粘土の合成方法。
(7)粘土が、3八面体型スメクタイトであり、スチーブンサイトである、前記(4)から(6)のいずれかに記載の粘土の合成方法。
(8)加熱時に、水蒸気を供給する、前記(4)から(7)のいずれかに記載の粘土の合成方法。
(9)プレカーサーの加熱処理を、二段階とし、最初の加熱処理後、中間生成物の粉砕を行う、前記(4)から(8)のいずれかに記載の粘土の合成方法。
(10)中間生成物の粉砕後の粒径が、10μm以上、300μm以下である、前記(8)又は(9)に記載の粘土の合成方法。
スメクタイト系の粘土鉱物は、その構造から、2八面体型と3八面体型に大別される。前者は、八面体シートに入る陽イオンとして、3価のアルミニウムが存在する場合が多い。モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト等が分類される。後者は、2価のマグネシウムがすべての陽イオン位置に満席になっている場合が多い。サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイト等が含まれる。
式:M0.33/2(Mg2.67)Si4O10(OH)2・nH2O(M:Na,Ca,Mg,K)
(1)スメクタイトを構成する複数の金属イオンを含む粘土鉱物組成を有する原料液を調合したプレカーサーを、大気圧下で加熱処理することにより、粘土を合成する方法を提供することができる。
(2)主要出発物質は、水ガラスと硝酸マグネシウムであり、それに、pH調整用の酸とアルカリを加えるのみで、いずれも安価な原材料からなるという利点がある。
(3)従来の合成方法のように、圧力容器を必要としないので、反応装置の大型化が容易であり、設備費は、比較的安価である。
(4)連続的に粘土合成することができ、合成粘土の大量生産が可能になる。
3号水ガラス200gに、蒸留水1000mLを加え、撹拌混合の後、濃硝酸(濃度60%)を70mL投入し、10分間撹拌して酸性とした。混合溶液のpHは、2であった。次に、硝酸マグネシウム六水和物(Mg(NO3)2・6H2O)182gに、蒸留水を182mL加えた硝酸マグネシウム水溶液を加えて、10分間撹拌混合した。この混合液を約440rpmで撹拌しながら、これに、5Nの水酸化ナトリウムを、ぺリスタポンプを用いて、毎秒1滴程度の速さで加えた。
スラリー状のプレカーサーを、アルミナ容器に500mL取り、過熱水蒸気導入の加熱装置(ウォーターオーブン:ヘルシオ、シャープ(株)製)で、200℃×1.5時間、加熱処理をした。加熱し、固化した物質を、撹拌擂潰機で粉砕した。粉砕粉末の粒径は、JISz8801の標準篩目開き180μmの篩にかけたところ、42.7wt%が通過した。SEM(走査型電子顕微鏡)で、粒径300μm以上の粉末は観察されなかった。粉砕粉末をアルミナ容器に移し、200℃×24時間、同様に、過熱水蒸気加熱装置にて処理をした。加熱水蒸気の条件は、水蒸気温度330℃、風量30mL/分であった。
得られた粉末を、XRDにて解析した。図1の実施例1に、そのパターンを示した。2θ=6°付近にみえる、d(001)のピークがはっきりしないが、2θ=35°には、d(005)のピークが認められる。また、図5のDTAにおいて、800℃付近に、スチーブンサイト特有の2つの発熱ピークが観察され、スチーブンサイトが合成されたことを確認した。
実施例1において作製したプレカーサーから、その500mLをアルミナ容器に取り、実施例1と同様に、過熱水蒸気加熱装置で、200℃×1.5時間、加熱処理をした。加熱、固化した物質を、撹拌擂潰機で粉砕した。粒径は、JISz8801の標準篩目開き180μmの篩にかけたところ、43wt%が篩を通過した。SEMにて、粒径300μm以上の粉末は観察されなかった。粉砕粉末を、アルミナ容器に移し、200℃×24時間、同様に、過熱水蒸気加熱装置にて処理をした。ただし、本実施例では、水蒸気量を多くするために、角型のステンレス製バット(29×22.5×4.5cm)に約2Lの蒸留水を入れ、同時に加熱した。
XRDの結果を図1に、示差熱分析の結果を図6に示した。X線回折では、2θ=6°付近にみえる、d(001)のピークが見えはじめ、2θ=20°、27°及び35°付近には、それぞれ、d(003),d(004),d(005)のピークが観察される。また、示差熱分析において、800℃付近に、スチーブンサイト特有の2つの発熱ピークが観察され、スチーブンサイトが合成されたことを確認した。
実施例1において作製したプレカーサーから、その500mLをアルミナ容器に分取し、実施例1と同様に、過熱水蒸気装置で、200℃×1.5時間、加熱処理をした。加熱、固化した物質を、実施例1と同様に、撹拌擂潰機で粉砕した。粉砕粉末を、アルミナ容器に移し、200℃×48時間、同様に、過熱水蒸気加熱装置にて処理をした。本実施例では、水蒸気量を多くするために、角型のステンレス製バット(29×22.5×4.5cm)に約2Lの蒸留水を入れ、同時に加熱した。
XRDの結果を図1に示した。X線回折では、2θ=6°付近にみえる、d(001)のピークのほか、2θ=20°、27°及び35°付近には、それぞれ、d(003),d(004),d(005)のピークが鮮明に観察され、スチーブンサイトが合成されたことを確認した。
実施例1と同様に、3号水ガラス200gに、蒸留水1000mLを加え、撹拌混合の後、濃硝酸(濃度60%)を70mL投入し、10分間、撹拌して酸性とした。混合溶液のpHは、2であった。次に、硝酸マグネシウム六水和物(Mg(NO3)2・6H2O)182gに、蒸留水を182mL加えた硝酸マグネシウム水溶液を加えて、10分間、撹拌混合した。この混合液を、約440rpmで撹拌しながら、5Nの水酸化ナトリウムを、ぺリスタポンプを用いて、毎秒1滴程度の速さで加えた。
スラリー状のプレカーサーを、アルミナ容器に500mL取り、過熱水蒸気による加熱装置で、200℃×1.5時間、過熱処理をした。加熱、固化した物質を、撹拌擂潰機で粉砕した。粉砕粉末を、JISz8801の標準篩標準篩目開き180μm、150μm、及び100μmにかけたところ、粉末の通過量は、それぞれ、97.3wt%、93.7wt%、及び44.3wt%であった。SEMにて、粒径300μm以上の粉末は観察されなかった。粉砕粉末を、アルミナ容器に移し、500℃×10時間、過熱水蒸気による加熱装置にて処理をした。
得られた合成粘土粉末を、XRDにて解析した。図1の実施例4に、そのX線回折パターンを示した。2θ=6°付近にみえるd(001)のピークほか、2θ=20°、27°及び35°付近には、それぞれ、d(003),d(004),d(005)のピークが認められる。また、図7のDTAにおいて、800℃付近に、特徴ある2つの発熱ピークが観察され、既知の合成スチーブンサイトと同様な結果であり、合成スチーブンサイトが得られた。
実施例4で得られたプレカーサーから、その500mLをアルミナ容器に分取し、強制送風式オーブン((株)いすず製作所製)に入れ、200℃×1.5時間、加熱処理をした。加熱、固化した物質を、撹拌擂潰機で粉砕し、JISz8801の標準篩目開き180μmの篩にかけた。篩上の残渣は、再度、撹拌擂潰機で粉砕し、通過させた。180μmアンダーの粉末を、アルミナ容器に移し、200℃×24時間、同様に、加熱処理をした。
得られた合成粘土粉末を、XRDにて解析した。図8に、そのパターンを示した。2θ=6°付近にみえる、d(001)のピークがはっきりしないが、2θ=20°、27°にブロードではあるが、d(003),d(004)のピークが、2θ=35°には、d(005)のピークが認められる。また、図9に、DTAにおいて、800℃付近にスチーブンサイト特有の2つの発熱ピークが観察され、スチーブンサイトが合成されたとみられる。この結果からも分かるように、プレカーサーの大気圧下での加熱処理においても、合成粘土が得られることが分かった。
(1)プレカーサーの作製
実施例1と同様に、3号水ガラス200gに、蒸留水1000mLを加え、撹拌混合の後、濃硝酸(濃度60%)を70mL投入し、10分間、撹拌して酸性とした。溶液のpHは、1であった。次に、硝酸マグネシウムの六水和物(Mg(NO3)2・6H2O)182gに、蒸留水を182mL加えた硝酸マグネシウム水溶液を加えて、10分間、撹拌混合した。この混合液を、約440rpmで撹拌しながら、5Nの水酸化ナトリウムを、ぺリスタポンプを用いて、毎秒1滴程度の速さで加えた。
得られたプレカーサーを、200℃×1.5時間、過熱水蒸気加熱装置にて、処理し、得られた粉末を、XRDにて解析したが、プレカーサーに近いパターンであった。図4のDTAにおいても、800℃付近に、スチーブンサイト特有の分離した発熱ピークがみられず、850℃に、シャープな発熱ピークがみられ、プレカーサーと同様なパターンであり、粘土は合成されていないか、部分的な合成に止まったとみられた。
Claims (10)
- スメクタイトを構成する複数の金属イオンを含む粘土鉱物組成を有する原料液から構成される前駆体スラリー(プレカーサー)であって、出発物質が、硝酸マグネシウム六水和物、二酸化ケイ素、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム及び水からなることを特徴とするプレカーサー。
- 硝酸マグネシウム六水和物、二酸化ケイ素、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム及び水からなる出発物質の組成比が、それぞれ8.9wt%,2.7wt%、0.9wt%、3.9wt%であり、残りが水である、請求項1に記載のプレカーサー。
- 請求項1又は2に記載のプレカーサーの製造方法であって、
(1)酸化ナトリウム及び二酸化ケイ素の混合物(水ガラス)に、蒸留水を加えて、濃度を6〜7wt%とし、硝酸を加えてpHを2以下とし、次に、硝酸マグネシウム六水和物を加えて、撹拌混合する第1の工程と、(2)これに、水酸化ナトリウム水溶液を滴下し、pHを概ね10とし、24時間以上静置熟成する第2の工程と、(3)水酸化ナトリウム水溶液を更に加えて、pHを概ね10に再調整する第3の工程と、(4)蒸留水を加えて、撹拌洗浄し、遠心分離により固液分離を行い、上澄み液を廃棄する第4の工程と、からなることを特徴とする上記プレカーサーの製造方法。 - 請求項1又は2に記載のスメクタイトを構成する複数の金属イオンを含む粘土鉱物組成を有する原料液から構成される前駆体スラリー(プレカーサー)を、大気圧下において、200℃以上で加熱処理をすることを特徴とする粘土の合成方法。
- 大気圧下における加熱温度が、200℃以上、500℃以下である、請求項4に記載の粘土の合成方法。
- 加熱処理時間が、10時間以上、48時間以下である、請求項4又は5に記載の粘土の合成方法。
- 粘土が、3八面体型スメクタイトであり、スチーブンサイトである、請求項4から6のいずれかに記載の粘土の合成方法。
- 加熱時に、水蒸気を供給する、請求項4から7のいずれかに記載の粘土の合成方法。
- プレカーサーの加熱処理を、二段階とし、最初の加熱処理後、中間生成物の粉砕を行う、請求項4から8のいずれかに記載の粘土の合成方法。
- 中間生成物の粉砕後の粒径が、10μm以上、300μm以下である、請求項8又は9に記載の粘土の合成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011190205A JP5862862B2 (ja) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | プレカーサー及びこれを原料とする粘土の合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011190205A JP5862862B2 (ja) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | プレカーサー及びこれを原料とする粘土の合成方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013053011A true JP2013053011A (ja) | 2013-03-21 |
JP2013053011A5 JP2013053011A5 (ja) | 2014-09-18 |
JP5862862B2 JP5862862B2 (ja) | 2016-02-16 |
Family
ID=48130360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011190205A Expired - Fee Related JP5862862B2 (ja) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | プレカーサー及びこれを原料とする粘土の合成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5862862B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002068733A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-08 | Nippon Shokubai Co Ltd | 結晶性マイクロポーラスマテリアルの製造方法およびその装置 |
JP2008247719A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Hitachi Chem Co Ltd | 粘土フィルム及びその製造方法 |
JP2009184880A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 結晶性チタニア粒子−層状粘土鉱物複合体の製造方法 |
JP2010521396A (ja) * | 2007-03-16 | 2010-06-24 | シャヨナノ シンガポール プロプライエタリー リミテッド | 粘土粒子の合成方法 |
JP2010173870A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 2:1型3八面体合成粘土、透明粘土ゲル、コーティング粘土膜及び自立粘土膜 |
-
2011
- 2011-08-31 JP JP2011190205A patent/JP5862862B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002068733A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-08 | Nippon Shokubai Co Ltd | 結晶性マイクロポーラスマテリアルの製造方法およびその装置 |
JP2010521396A (ja) * | 2007-03-16 | 2010-06-24 | シャヨナノ シンガポール プロプライエタリー リミテッド | 粘土粒子の合成方法 |
JP2008247719A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Hitachi Chem Co Ltd | 粘土フィルム及びその製造方法 |
JP2009184880A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 結晶性チタニア粒子−層状粘土鉱物複合体の製造方法 |
JP2010173870A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 2:1型3八面体合成粘土、透明粘土ゲル、コーティング粘土膜及び自立粘土膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5862862B2 (ja) | 2016-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10577251B2 (en) | Composition containing synthetic mineral particles and a process for preparing the composition | |
US8202501B2 (en) | Method for preparing a synthetic talc composition from a kerolite composition | |
JP5357755B2 (ja) | 合成ケイ素/ゲルマニウム−金属鉱物粒子を含むタルク組成物の調製方法 | |
KR101501798B1 (ko) | Ts-1 제올라이트의 제조 공정 | |
EP0797542A1 (en) | Process for forming alumino-silicate derivatives | |
JPH111319A (ja) | Ers−10ゼオライトおよびその製造方法 | |
Wang et al. | Facile activation of lithium slag for the hydrothermal synthesis of zeolite A with commercial quality and high removal efficiency for the isotope of radioactive 90 Sr | |
CN104428248B (zh) | Maz型沸石的制造方法 | |
RU2136593C1 (ru) | Аморфное производное каолина и способ его получения | |
JP6600908B2 (ja) | ゼオライトの製造方法 | |
Saleh et al. | A comparative study of Y zeolite catalysts derived from natural and commercial silica: Synthesis, characterization, and catalytic performance | |
US3391994A (en) | Method for producing faujasitetype zeolites | |
JP5862862B2 (ja) | プレカーサー及びこれを原料とする粘土の合成方法 | |
Higashi et al. | Mn-smectites: Hydrothermal synthesis and characterization | |
Khaleghian-Moghadam et al. | A study on the thermal behavior of low silica X-type zeolite ion-exchanged with alkaline earth cations | |
Zima et al. | New strontium phenylphosphonate: synthesis and characterization | |
Sengyang et al. | Preparation of zeolite N from metakaolinite by hydrothermal method | |
Anggoro et al. | Characterization and Testing of Zeolite Y Dealuminate Catalysts for Glycerol Conversion to Glycerol Mono Laurate | |
CN104936897A (zh) | Vet型沸石的制造方法 | |
Kalita et al. | Synthesis and characterization of Ce doped MFI zeolite | |
JP6045890B2 (ja) | 新規な結晶構造を有するmcm−22型ゼオライト及び該ゼオライトからなる芳香族炭化水素精製触媒 | |
CN110877912B (zh) | 一种尺寸可控的fer分子筛的快速合成方法 | |
JP6391986B2 (ja) | ベータ型ゼオライト及びその製造方法 | |
WO2017094196A1 (ja) | ベータ型ゼオライト及びその製造方法 | |
Darlington et al. | Synthesis and characterization of zeolite y from ukpor clay from Anambra State, Nigeria |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20140711 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20140714 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140714 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140731 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140731 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150303 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150430 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150825 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5862862 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |